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矿山布袋除尘器的结露问题分析与预防

  为了能把烟气结露的问题说清楚,首先让我们来了解燃料的燃烧过程,以及烟气结露的条件。

  燃烧是指燃料在温度升高时发生的一种剧烈氧化反应。这里的燃料主要指各种碳氢化合物(CXHY)。 当燃料温度升高燃烧过程发生时,燃料中的碳-碳或碳-氢键断裂而释放出热能。以下是碳氢化合物燃料在空气中发生燃烧的化学方程式:

  CXHY+bO2+(79/21)bN2=xCO2+y/2H2O+(79/21)bN2

  方程式中 b=x+(y/4)为碳氢化合物 CXHY 燃烧时需要的氧量。

  需要注意的是:燃烧过程中,通常燃料不可能很纯净,不纯的燃料在燃烧过程中会形成SO2或SO3等。

矿山布袋除尘器的结露问题分析与预防

  燃烧过程中,燃料中的氢与空气中的氧进行反应一定会形成H2O,高温下以水蒸气的状态存在。燃料中都含有氢,不同燃料(碳氢化合物)中的“氢/碳”比例是不同的,所以燃烧后,烟气中的水份含量不同。如果以天然气为燃料,烟气中的水份含量可高达25%;褐煤要比无烟煤燃烧后的水份含量高。

  烟气中水蒸气开始凝结的温度称为露点。实际燃烧过程产生烟气的露点温度,其高低与很多因素有关。烟气中的水蒸气含量多即水蒸气分压高,则露点温度高。燃料中的含硫量高,则露点温度也高。燃料中硫燃烧时生成二氧化硫,二氧化硫进一步氧化成三氧化硫。三氧化硫与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸气,硫酸蒸气的存在,可使露点大为提高。燃料中的含硫量高,则燃烧后生成的SO2多,如果此时过量空气系数增加,则SO2转化成SO3的数量越多。如果煤中含1%的硫,燃烧后的烟气中就可能会产生600ppm(约1700 mg/m3)的SO2。如果烟气中的水份含量为10%,SO3的含量达到为10ppm 时,烟气的露点温度就会达到约135度。

  还有,不同的燃烧方式、不同的燃料、以及燃料中不同的重金属含量(即使燃料含硫量相同)等都会使烟气的露点温度发生改变。

  为了袋式除尘器的正常运行,除尘器的运行工况温度必须高于烟气露点温度20°C以上!烟气一旦在滤袋上结露,就会造成滤袋上粉尘层糊袋和板结,造成除尘布袋运行阻力迅速上升,影响系统的正常运行。更有甚者,烟气中的SO3会与水发生不可逆的反应而生成硫酸 H2SO4。硫酸将不断扮演干燥剂角色在滤袋或粉尘上雾状结聚,随后对滤袋和设备金属部件进行氧化腐蚀。如果要使 H2SO4 再转换成气态,温度必须升到315度以上才有可能。

  因此,在对燃烧过程尾部烟气进行净化时,必须注意控制好烟气的温度,防止的烟气的结露。

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